DE714482C - Einrichtung zum Betriebe von Roentgenroehren mit hohen Spannungen, bei der die unmittelbar an Wechselspannung liegende Roentgenroehre in einem mit einem Isoliermittel, be ispielsweise OEl, gefuellten Hochspannungsgehaeuse eingetaucht ist - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren mit hohen Spannungen, bei der die unmittelbar an Wechselspannung liegende Röntgenröhre in einem mit einem Isoliermittel, beispielsweise Öl, gefüllten Hochspannungsgehäuse eingetaucht ist Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren mit hohen Spannungen, wie sie insbesondere in der Tiefentherapie Anwendung finden, und bezweckt die Schaffung eines Apparates, der vollständigen Hochspannungs- und Strahlenschutz bietet und dabei ein möglichst geringes Gewicht besitzt und möglichst kleine Abmessungen aufweist. Zur Erreichung dieses Zieles wird an die Röntgenröhre unmittelbar die Wechselspannung eines Hochspannungstransformators angelegt, so daß die sonst üblichen Ventilröhren in Wegfall kommen und die Röntgenröhre und der Hochspannungstransformator in einem einzigen Schutzgehäuse oder in zwei eng miteinander verbundenen Gehäusen untergebracht werden können. Um die Abmessungen noch weiter zu verringern, wird in an sich bekannter Weise das oder die Hochspannungsschutzgehäuse mit (51 oder einem anderen Isoliermittel gefüllt. Der eine Pol der Röntgenröhre und des Hochspannungstransformators wird mit der geerdeten Außenseite des Hochspannungsschutzgehäuses leitend verbunden. Diese- Maßnahme hat besonders bei Erdung der Anode der- Röntgenröhre den Vorteil, daß die Flüssigkeitskühlung der Anode in einfacher Weise unmittelbar von der geerdeten Wasserleitung aus erfolgen kann.
• Es ist bereits' eine Einrichtung bekannt, bei der die Röntgenröhre und der Hochspannungstransformator in einem gemeinsamen, geerdeten und mit Öl gefüllten Behälter untergebracht sind. Auch bei dieser bekannten Einrichtung ist die Anode der Röntgenröhre geerdet und kann mit fließendem Wasser gekühlt werden. Für den Betrieb mit hohen Spannungen, wie sie in der Tiefentherapie Verwendung finden, ist jedoch die bekannte Einrichtung nicht geeignet, weil bei ihr die Röntgenröhre zwar auf der geerdeten Anodenseite dielektrisch entlastet, dagegen auf der Kathodenseite mit der vollen Betriebsspannung beansprucht ist. Um Durchschläge und (gasausbrü che der Röhre zu vermeiden, müßte man deshalb dem Gehäuse auf der Kathodenseite der Röhre einen so großen Durchmesser geben, daß die Einrichtung für die praktische Verwendung beim Betrieb mit hohen Spannungen nicht mehr brauchbar sein würde.
• Gemäß der Erfindung läßt sich aber auch bei einer solchen Einrichtung der Abstand der Röhre von dem geerdeten Gehäuse dadurch sehr klein halten, daß die Röhre von ringförmigen Metallkörpern umgeben wird, die derart angeordnet werden, daß unter dem Einfluß ihrer gegenseitigen Kapazitäten die Spannungsverteilung ini Innern des Schutzgehäuses der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre weitgehend angepaßt ist. Unter der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre ist dabei diejenige Spannungsverteilung zu verstehen, die sich bei freiem Betrieb der Röhre, also nicht beim Betrieb in einem geerdeten Gehäuse, einstellt. Diese Spannungsverteilung ist durch die Bauart der Röhre bestimmt und besonders dadurch beeinflußt, ob von den Elektroden der Röhre ausgehende Elektronen die Glaswandung der Röhre treffen und aufladen können.
• Es ist zwar bereits bekannt, auf der AurJz-n-und Innenwandung einer gasgefüllten Entladungsröhre kapazitiv gekoppelte Schirme -Inzubringen, uni unerwünschte Gasentladungen zti vermeiden. Dabei handelt es sich jedoch um einen freien Betrieb der Röhre und nicht darum, bei Betrieb einer Röhre in einemHochspannungsschutzgehäuse den schädlichen Einfluf-.1 der geerdeten Gehäusewandung auf die natürliche Spannungsverteilung längs der Röhre auszugleichen.
• Weiterhin ist eine Einrichtung bekannt, hei der der -Mittelteil einer Röntgenröhre, die sich in einem geerdeten und mit 01 gefüllten Behälter befindet, von einer ringförmigen Steuerelektrode umgeben ist, die den Zweck hat, die Bildung von Ladungen auf der Autlenfläche der Röhre zu verhindern. Bei dieser bekannten Einrichtung liegt jedoch die Röntgenföhre an Gleichspannung, wobei beide Pole der Röntgenröhre Hochspannung führen. Die Steuerelektrode ist nicht dazu hestimmt, die Beanspruchung der Röhrenwandung durch ein elektrisches Wechselfeld herabzusetzen.
• Bei einer anderen bekannten Einrichtung ist die Röntgenröhre in einem Isoliergehäuse eingebaut, das im Gegensatz zum 1-,-rfindtingsgegenstand nicht mit i)1, sondern mit einem "#asfcirn,igen Medium, beispielsweise Luft, gefüllt ist. Die Röntgenröhre ist von ringförmigen Körpern Hingehen, die aus Isolierstoft bestehen und dazu bestininit sind, den Isolationsweg zwischen Anode und Kathode zu verlängern. Da die ringförmigen Körper nicht aus Metall, sondern aus Isolierstoff bestehen, ist eine Steuerung der Spannungsverteilung im Sinne der vorliegenden Erfindung bei der bekannten Einrichtung nicht möglich; abgesehen davon ist bei dieser bekannten Einrichtung überhaupt keine Steuerung der Spannungsverteilung längs der Röhre vorgesehen. Das zuletzt genannte und für die vorliegende

  Erfindung wesentliche Merkmal ist auch bei

  einer anderen bekannten Einrichtung nicht

  erfüllt, bei der sich die Röntgenröhre in einem

  Schutzgehäuse befindet, das namentlich in der

  Mitte von einer Bleibelegung umgeben ist,

  über der nach außen hin abwechselnd Iso-

  lations- und Metallschichten nach Art einer

  \agelschen Klemme angeordnet sind.

  Durch die beim Erfindungsgegenstand an-

  gewendete -Iaßnahine, die Röntgenröhre mit

  ringförmigen Metallkörpern zu umgeben, ist

  der Vorteil- erzielt, daß der Abstand zwischen

  der Röhre und der geerdeten Gehäusewan-

  dung sehr klein sein kann. Gemäß der weite-

  ren Erfindung läßt sich aber auch die Längs-

  ausdehnung des Gehäuses dadurch verkürzen,

  daß eine Röntgenröhre verwendet wird. deren

  natürliche Spannungsverteilung praktisch

  linear ist. Bei solchen Röntgenröhren ist näm-

  lich die Spannungsbeanspruchung läng: der

  Röhre (kV pro cm Röhrenlänge) am ge-

  ringsten. In an sich bekannter Weise lälat

  sich eine lineare Spannungsverteilung lang

  der Röhre dadurch erzielen, daß dafür ge-

  sorgt wird, daß die von den Elektroden der

  Röhre ausgehenden Elektronen die sich nor-

  inaler `'eise unter dem Einfluh der angeleg-

  ten Spannung ausbildende lineare Span-

  nungsverteilung nicht stören können. Solche

  Röhren sind beispielsweise Röntgenröhren

  mit Elektronenschutzhauben. Doppelwand-

  röhren oder Röhren mit besonders dicker

  \@"andting.

  Nicht in Frage kommen dagegen Röhren,

  bei denen die Glaswand durch -Metallteile

  oder Zwischenelektroden, wie bei den soge-

  nannten haskadenröhren, unterteilt ist. Diese

  Röhren weisen für den vorliegenden Ztve,#lz

  zu grolle Abmessungen auf.

  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

  ist in der Abbildung schematisch und te1l-

  weise im Schnitt dargestellt.

  In dem geerdeten Metallbehälter i belind,#t

  sich der HochspannungstransforrnatoY 2 mit

  der Pi-iinärwicl-;11"1"3, der Sekundärwick-

  lung .I und dem Hisenkern 3. Der eine Pol ()-

  der Sekundärwicklung d. ist geerdet, während

  von dein anderen Pol 7 aus die Hochspar:-

  nung über die mit Papierbandag,#it 8 hoch-

  isoliert<: Zuleitung c) der Kathode io der

  CZö ntgenröhre i i zugeführt wird, die in einem

  zweiten -eerdeteii Behälter 1 2 untergel>raclit

  ist, der bei 13 mit dein Behälter 1, beispiels-

  weise durch Löten, verbunden ist. Die Anode

  14 der Röntgenröhre i 1 ist geerdet und kann

  deshalb in einfacher Weise über die Kühl-

  rohre i> von der geerdeten Wasserleitung @tus

  mit timlaufendein Wasser gekühlt werden.

  Der Brennfleck der Röntgenröhre 1.i ist von

  der 1_lcl:ti-onenscli:itzhaulie i6 umgeben.

  welche die vorn Brennfleck ausgelivirdeit mit-

  telbaren Elektronen abfängt und eine mit einer Bervlliumscheibe versehene Öffnung 17 aufweist, durch welche die Röntgenstrahlen nahezu ungeschwächt austreten, während die Elektronen zurückgehalten werden. Bei Bestrahlungen von Körperhöhlen wird man in an sich bekannter «'eise der Anode die Form eines 1letallrohres geben, das, von der Röhrenmitte ausgehend, aus dem Behälter herausragt und an dessen Ende sich der Brennfleck befindet.
• Die Röntgenröhre i i ist von ringförmigen Metallkörpern 18 umgeben, die von Papierbandagen ig umbüllt und dadurch voneinander isoliert sind. Die Metallkörper 18, deren Ränder 2o zur Vermeidung des Sprühens verdickt sind, überlappen sich gegenseitig, so daß sie unter dem Einfluß ihrer gegenseitigen Kapazitäten Spannungen annehmen. die der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre entsprechen. Der Metallkörper 18" ist mit der Anode und der Metallkörper I "b mit der Kathode der Röntgenröhre i i leitend verbunden.
• Sowohl der Behälter i als auch der Behälter 12 sind mit <;')l oder einem anderen hochwertigen Isoliermittel gefüllt, um möglichst kleine Abmessungen der Einrichtung zu erhalten. Dabei ist es besonders zweckmäßig, die Röntgenröhre i i in einen aus Isolierstoff, beispielsweise Porzellan, Preßstoff oder Plexigum, bestehenden Topf 21 einzusetzen, der die Röntgenröhre i i von den ringförmigen :Metallkörpern i,, trennt. Durch diese Maßnahme ist die Auswechslung der Röntgenröhre i i wesentlich erleichtert und der Vorteil erzielt, daß sich dabei das die Röntgenröhre i i umgebende Öl nicht mit der übrigen Ölfüllung des Behälters 12 vermischt, wodurch die Gefahr von Durchschlägen der Röhre nach erfolgter Auswechslung vermindert wird.
• Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, an Stelle der Anode die Kathode zu erden. wodurch die Einrichtung zur Heizung der Kathode vereinfacht wird. Die Anode wäre in diesem Fall mit dem Hochspannungspol des Hochspannungstransformators zu verbinden und würde die entstehende Wärme beispielsweise durch Strahlung abgeben. Die beschriebene Einrichtung findet vorzugsweise für Tiefentherapie Verwendung, jedoch ist sie auch für technische Werkstoffuntersuchung mit harten Röntgenstrahlen an-Nvendbar.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Betriebe von köntgenröhren mit hohen Spannungen, bei der die unmittelbar an Wechselspannung liegende Röntgenröhre in einem mit einem Isoliermittel, beispielsweise 01, gefüllten Hochspannungsschutzgehäuse eingetaucht ist, dessen geerdete Außenseite mit einer Elektrode, insbesondere der Anode der Röntgenröhre, leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre von ringförmigen Metallkörpern umgeben ist, die derart angeordnet sind, daß unter dem Einfluß ihrer gegenseitigen Kapazitäten die. Spannungsverteilung im Innern des Schutzgehäuses . der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre weitgehend angepaßt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch an sich bekannte :Mittel, beispielsweise durch Verwendung von Röntgenröhren mit Elektronenschutzhauben. Doppelwandröhren oder Röhren mit besonders dicker Wandung, längs der Röhre eine praktisch lineare, natürliche Spannungsverteilung erzielt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Metallkörper von Isolierhüllen, insbesondere von Papierbandagen, umhüllt sind. d.. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der ringförmigen Metallkörper zur Vermeidung des Sprühens verdickt sind. ..
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder d, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Röntgenröhre in einem aus Isolierstoff-. beispielsweise Porzellan, bestehenden Topf befindet, der die Röntgenröhre von den ringförmigen Metallkörpern trennt.